Узел трения для испытания материалов на контактную выносливость, трение и износ Советский патент 1991 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытанию материалов, и может найти применение для определения износостойкости, задиростой- к ости и контактной прочности в условиях трения качения и трения со скольжением.

Целью изобретения является сокращение времени испытания путем обеспечения

различных нагрузок и чисел циклов нагру- жения на отдельных секторах испытуемого образца.

На фиг.1 изображена машина трения с узлом трения для испытаний материалов на контактную выносливость, трение и износ; на фьа.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - узел

трения; на фиг,4 и 5 - диаграммы чисел циклов нагружения и нагрузок на центральных секторных участках образца; на фиг.б - 10 - развертки контрОбразцов и образца; на фиг.11 и 12 - соответствующие диаграммы чисел циклов нагружения и нагрузок на центральных секторных участках образца (фиг.10) и центральных секторах контробразца (фиг.7).

Машина трения содержит угол трения для испытания материалов на контактную выносливость, трение и износ, приводные зубчатые передачи, установленные на Отдельной стойке и нагрузочные узлы. Узел трения состоит из образца 1, установленно- го на валу 2, и нескольких контрОбразцов, например 3 - 6, установленных на валах 7 - 10 и контактирующих с образцом 1.

Приводные зубчатые передачи состоят из центрального колеса 11, установленного на входном валу 12, соединенном с помощью жесткой муфты 13 с валом 2, и нескольких одинаковых зубчатых колес, например колес 14 - 17, установленных на валах 18 - 21, соединеных с помощью крестовых муфт 22 - 25 с валами 7 - 10 и равных по количеству числу контробразцов, например четырем.

Отношение числа зубьев Z4 центрального колеса 11 к числу зубьев Zk зубчатых колес 14 - 17 равно смешанному числу

k m -, где m - целая часть смешанного числа;

а

k и а - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа. Например, если отношение чисел зубьев 7„и, и Zk принять равным 1 1/4, то m равно единице, k - единице, а - четырем.

Количество контробразцов, например контробразцов 3-6, установленных на ва- лах 7 - 10, не превосходит числа (ma + k -1) и равно, например, четырем при m 1, а 4 и k 1.

Наружная рабочая поверхность каждого из контробразцов 3 - б в отдельности, например контробразца 3, состоит из смещенных вдоль оси контробразца нескольких центральных, например, 26 - 29 с одинаковыми дугами, например, Обо, меньшими 360°/а, и отделенных от них техноло- гическими проточками 30 и 31 боковых, например, 32 - 35 цилиндрических секторов, чередующихся в шахматном порядке с центральными, например, 36 - 39 и боковыми, например, 40 - 43 секторами с сегмент- ными срезами, расположенными с угловыми шагами, равными 360°/а, например 90° при а 4, с перекрытием по дуге цилиндрических секторов.

Аналогично наружные поверхности контробразцов 4-6 состоят из смещенных вдоль оси центральных 44 - 46 с одинаковыми дугами, равными соответственно агл, скл и «63, и боковых цилиндрических секторов, чередующихся в шахматном порядке с центральными и боковыми (не пронумерованы) секторами с сегментными срезами, расположенными с угловыми шагами, а также кратными 360°/а, например 90, 90 и 180° для контробразца 4; 90 и 270° для контробразца 5; 360° для контробразца 6, с перекрытием по дуге/3 цилиндрических секторов,

Количество центральных и боковых цилиндрических секторов C6i каждого из контробразцов 3 - 6 в отдельности отлично одно от другого, не превосходит число а и равно, например, Сбо 4для контробразца 3; С 61 3 для контробразца 4; С62 2 для контробразца 5; Сбз 1 для контробразца 6. Сумма дуг Обо, QS1, «62 и Обз, центральных цилиндрических секторов, взятых по одному на каждом из контробразцов 3-6, равна 360°/а или 90° при а 4. Дуги Обо. Об1,Об2 и Оез центральных цилиндрических секторов контробразцов 3-6 могут быть оазличными или одинаковыми между собой, равными, например, 360°/а i, где i - количество контробразцов, и равными, например 22°30 при а 4 и i 4.

Образец 1 выполнен с проточками 47 и 48, разделяющими наружную цилиндрическую поверхность на три отдельные дорожки; центральную 49, например, шириной В и боковые 50 и 51 шириной В/2 (фиг.1) Проточки 47 и 48 выполняются для выделения центральной рабочей дорожки ч9, как отдельного образца шириной В, предназначенного для усталостных испытаний. Боковые дорожки 50 и 51 обеспечивают лишь непрерывность контактирования образца 1 с контробразцами 3 - 6 и для получения экспериментальных данных могут не использоваться.

Один из двух произвольно взятых центральных цилиндрических секторов, непример сектор 28 из двух секторов, 28 и 44, соседних контробразцов, например 3 и 4, контактирующих с центральной рабочей дорожкой 49 образца 1, расположен внутри, а второй сектор 44 - снаружи центрального угла между линиями, соединяющими центр образца 1 с центрами соседних контробразцов 3 и 4.

Центры соседних контробразцов, например контробразцов 3 и 4, расположены с угловым шагом t , равным сумме двух центральных углов, первый из которых равен 360°/(ma + k) или 360°/(a + 1} при m 1, k 1, или равен например, 72° при а 4, а второй равен углу Обга/(та + k), где а& - центральный угол цилиндрического сектора, например сектора 28, контробразца 3, расположенного внутри центрального угла между линиями, соединяющими центр образца 1 с центрами соседних контробраз- цов 3 и 4, т.е.

360°/(та + к)+ G60-a/(ma + k)

Аналогично

360°/(та + k) + «61 -а/(та + k);

360°/(та + k) + «62 -а/(та + k);

ifo 360°/(та + k) + 053 -а/(та + k).

В случае, когда Обо, osi, «62 и Обз 360°/а i, где i - количество контробразцов, угловые шаги t,, t4(, t, равны между собой и определяются в общем виде по зависимости

360е

(ma + k)

ri±JK

v ; )

(1)

Тогда при т 1, k 1, а 4 и i 41 90° (фиг.2).

Количество нагрузочных узлов равно количеству контробразцов, например четырем. Каждый нагрузочный узел предназначен для нагружения одного коитробразца и выполнен, например, в виде рычага 52| воздействующего через траверсу 53 и подвижные опоры 54, например, на контробразец 3 (нагрузочные узлы контобразцов 4 я 6 на фиг.1 не показаны), что обечивает автономное нагружение каждого из контробразцов 3 - нагрузками Ро, Pi, P2 и Рз, постоянными во времени для каждого из контробразцов в отдельности и отличными одна от другой, причем Ро PI Ра Рз.

Привод 55 через муфту 56 связан с входным валом 12 центрального колеса 11 приводных зубчатых передач. Тогда при отношении числа зубьев Zu центрального колеса 11 к числу зубьев Zk зубчатых колес

k 14 - 17, равном m - {ma + k)/a, образец 1

sa

тихоходный (отстающий), а контрообразцы

3-6 быстроходные (опережающие),

Поэтому при отношении Zu/Zk (ma + + k)/a, или как частный случай, при m 1, k 1, равном 1 1/а (а - 1)/а или 11/4 5/4 при а 4, на центральной дорожке 49 образца 1 можно получить пять секторов с дугами, равными 360°/(а + 1) или 72° при а - 4, в пределах каждого из которых имеется по четыре секторных участка с дугами Одо, «61, «62 и «бз, подверженных

в зависимости от количества центральных цилиндрических секторов на каждом из контробразцов 3 - 6, не превосходящего число а и равного, например, Сбо 4; Сб1 3; 5 Сб2 2; Сез 1, различным числам циклов нагружения, равным соответственно 4N, 3N, 2N, и N, и величинам нагрузок Р0, Pi, 2 и Рз, причем Ро Pi Р2 Рз (фиг.4).

При угловом шаге сегментных срезов,

0 равном или кратном 360°/(ma + k), количество контробразцов не превосходит числа(а + 1) и равно, например, пяти при а 4 (фиг.З). Количество центральных и боковых цилиндрических секторов Ст каждого из контроб5 разцов в отдельности отлично одно от другого не превосходит число (ma + k) и равно, например, соответственно для каждого из пяти контробразцов Сто 5; Ст1 4; Ст2 3; СтЗ 2 И Ст4 1.

0 Дуги центральных цилиндрических секторов каждого из контробразцов в отдельности одинаковы и равны соответственно

Ото, 2т1, «т2, «тЗ И СЕТ4 ПРИ ЭТОМ «то + «т1+

«т2 + «тз + «т4 360°/.(ma + k),

5 Один из двух произвольно взятых центральных цилиндрических секторов, например сектор Ото из двух секторов «то и аи соседних контробразцов. контактирующих с центральной дорожкой образца, располо0 жен внутри, а второй сектор аТ1 - снаружи центрального угла между линиями, соединяющими центр образца с центрами соседних контробразцов.

Центры контробраэцов расположены с

5 угловым шагом , равным разности двух центральных углов, первый из которых равен 360°/а, а второй равен углу Ctrl (ma + +k)/a, где aTi - центральный угол центральных цилиндрических секторов контробразцов с угловым шагом расположения сегментных срезов равным, а также кратным 360°/(ma + k), расположенных снаружи центрального угла между линиями, соединяющими центр образца с центрами сосед5 них контробразцов, т.е.

0

360°/а - о™ (ma + k)/a; Ьг 360°/а - он (та + k)/a; t 360°/a - аТ2 (ma + k)/a; иг 360% - «тз (ma + k)/a; Ъ(„ 360°/а - аТ4 (ma + k)/a.

В случае, когда аТо аи «т2 «тз 55 аТ4 360°/(ma + k) I, угловые шаги ц, ц, t, , и цравны между собой и определяются g в общем виде по зависимости

t 360°л-1ч 41 г (гт)(2)

Тогда при а 4 и I 5 kp 72° (фиг.З). При отношении чисел зубьев Z4/Zk, равном a/(ma + k), или, как частный случай, при m 1, k 1, равном а/(а + 1)или 4/5 при а - 4 (опережающий образец), на центральной дорожке образца можно получить четыре сектора с дугами, равными 360°/а или 90° при а 4, в пределах {каждого из которых имеется по ПРТЬ секторных участков с дугами се™, Gfrf, Хт2, ат з и ат4 подверженных в зависимости от количества центральных цилиндрических секторов Ст1 на каждом из пяти контробразцов, не превосходящего число (а + 1) и равного, например, 5, 4, 3, 2 и 1, различным числам циклов нагружения, равным соответствен- но5М, 4N, 3N, 2N, и N, и величинам нагрузок Ро, Pi, Р2. Рз и РА, причем Р0 Pi Р2 Рз Р4 (фиг.5).

Для обеспечения равенства чисел циклов нагружения центральных цилиндриче- ских секторов каждого из контробразцов в отдельности и чисел циклов нагружения отдельных групп центральных секторных участков образца образец 1 или контробразцы 3-6 снабжены дополнительными боковыми дорожками 57 и 58 с одинаковыми диаметрами, равными диаметру центральных и боковых цилиндрических секторов контробразцов, и отделенными от боковых цилиндрических секторов 32 - 35 (на контробразцах 4-3 позиции секторов не показаны) технологическими проточками 59 и 60 (фиг.6 - 9).

Ширина боковых цилиндрических секторов 32 - 35, а также ширина дополнительных боковых дорожек 57 и 58 контробрззцов 3-6 выбирается из условия обеспечения их контактной прочности за время испытания центральных цилиндрических секторов 26 - 29 и должна быть равной не менее половины ширины центральных цилиндрических сек- торов, например В/2.

Кроме того, наружная поверхность образца 1 составлена из смещенных вдоль оси образца нескольких групп, например четырех (фиг.10), центральных 61 - 64 и боковых 65-68 секторных участков, цилиндрических 61 и 63, 67 и 68 и с сегментными срезами 62, 64 и 65, 66 с одинаковыми дугами соответственно цилиндрических участков и сегментных срезов в каждой группе в отдельности, равными, например, Обо, «61, а&г и «бз. и расположенными с угловым шагом, равным 360°/(ma + k) или, как частный случай, равным 360°/(а + 1)при m 1, k 1 или 72° при а - 4.

Центральные 61 - 64 и боковые 65 - 68 секторные участки, цилиндрические 61 63,

67 и 68 и сегментными срезами 62, 64, 65 и 66 выполнены чередующимися в шахматном порядке с перекрытием по дуге цилиндрических секторных участков Количество

групп центральных секторных участков равно количеству контробразцов, например четырем.

Секторные участки, цилиндрические и с сегментными срезами, принадлежащие к

каждой группе в отдельности и имеющие дуги, равные Обо, Обч, «52 и #63 расположены в пределах секторов 360°/(ma f к)или 72° при гп 1, k 1 и а 4.

Группы секторных участков расположены цо периметру образца в той же последовательности, например Обо, 0561, «62 И Об з, и смещены одна относительно другой на тот же угловой шаг, например iic, I4i, %хи Vj. равный, например, 90°, что и центры соответствующи/ им контробразцов.

Суммарное количество центральных секторных участков с сегментными срезами Ьт в каждой группе в отдельности и количества центральных цилиндрических секторов C6i соответствующего этой группе контробразца равно числу (та k), т.е bri + C6i (ma I- k), или пяти при m - 1, k 1 и а 4.

Поскольку количество центральных цилиндрических секторов Сбо, с 61 и Јез контрОбразцов 3-6 равно соответственно 4, 3, 2 и 1, то количество центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе в отдельности равно соответственно для группы с дугой а&0 ЬТо 1; с дугой «61 Ьт1 2, с дугой «62 Ьт2 3, с дугой «бз ЬтЗ 4. Центральные секторные участки с сегметными срезами, принадлежащие одной и той же группе, обозаначены на

Фиг, 10 одинаковыми геометрическими фигурами.

Ширина центральных секторных участков 61 - 64 обоазца 1 по крайней мере не меньше суммарной ширины центральных и

боковых секгор ов контробразцов 3 - 6, снабженных дополнительными боковыми дорожками 57 и 58, и равна, например L, где L- суммарная ширина центральных и боковых секторов контробразцов 3-6 Проточки

69 и 70 делят центральные цилиндрические сектора образца 1 на основные центральные цилиндрические сектора 71 и вспомогательные 72 и 73.

Ширина боковых цилиндрических

секторов 74 и 75 (остальные боковые цилиндрические секторы не показаны) и вспомогательных центральных цилиндрических секторов 72 и 73 выбирается из условия обеспечения из контактной прочности и

должна быть равна не менее половины ширины основных центральных цилиндрических секторов 71, например В/2.

Проточки 47, 48, 69 и 70 выполняются для выделения основных 71 и вспомога- тельных72 и 73 центральных цилиндрических секторов. Основные центральные цилиндрические сектора 71 шириной В предназначены для усталостных испытаний, а боковые 74 и 75 и вспомогательные центральные сектора 72 и 73 обеспечивают лишь непрерывность контактирования образца 1 с контробразцами 3 - 6 и для получения экспериментальных данных могут не использоваться,

При расположении сегментных срезов на контробразцах с угловым шагом (не показано) равным, а также кратным 360°/(ma + k), секторные участки образца в каждой группе в отдельности расположе- ны с угловым шагом 360°/а, а суммарное количество центральных секторных участков Ьб с сегментными срезами в каждой группе в отдельности и количества центральных зубчатых секторов CTI, соответст- вующих этой группе контробразца, равно числу а, т.е. bei + CTI a.

Узел работает следующим образом.

Нагружение осуществляют, например, с помощью пружин, пневмо- или гидроци- линдров, воздействующих заданным для каждого нагрузочного узла усилием, например р0, р, (pi, рз, , на рычагах 52 через траверсы 53 и подвижные опоры 54 на контробразцы 3-6. При этом каждый из контрОбразцов 3-6, прижимается кЪбраз- цу 1 постоянными силами, равными, например, Ро, Pi, P2, Рз. Включают привод 55 и приводят во вращение все элементы машины.

При отношении числа зубьев Zu центрального колеса 11 к числу зубьев Zk зубчатых колес 14 - 17, определяемым в общем случае по зависимости (ma + k)/a (как частный случай, из отношения (а + 1)/а при m и k, равных единице), и равном, например, 5/4 при а 4, отношение угловой скорости образца 1 к угловым скоростям контробраз- цов 3-6 равно a/(ma + k) или, например, 4/5 при m 1, 4.

Тогда после каждого оборота контроб- разцов 3-6 происходит их смещение относительно образца 1 на один сектор с дугой 360°/а, равной, например, 90° при а 4, контактирующий с секторами образца 1 с дугами 360 /(а + 1) , равными например, 72° при а 4, По завершении (а + 1)-го оборота или пяти оборотов при а 4 контрОбразцов 3-6 относительное положение образца 1 и

контробразцов 3-6 становится исходным, затем цикл повторяется. Поэтому каждый из а секторов или из четырех секторов при а 4 контробразцов 3 - б с дугами на каждом секторе, равными 360°/а или 90° при а 4, периодически каждые (а + 1) или каждые пять оборотов при а 4 контактируют последовательно с каждым из (а + 1) или с каждым из пяти секторов при а 4 образца 1 с дугой на каждом секторе, равной 360°/(а + 1) или 72° при а 4.

Так как количество сб центральных ци- циндрических секторов каждого из контробразцов 3 - 6 в отдельности отлично одно от другого и не превосходит числа а, и равно, например, Сбо 4; сеч 3; с62 2; СБЗ 1, цилиндрические сектора на каждом из контробразцов 3-6 расположены с угловым шагом, равным, а также кратным дуге 360°/а, их дуги меньше 360°/а, то каждый из центральных цилиндрических секторов, принадлежащих одному и тому же контробразцу, контактирует с одними и теми же центральными секторными участками образца 1, расположенными с угловым шагом, равным 360°/(а + 1).

Поскольку один из двух произвольно взятых центральных цилиндрических секторов, например сектор 28 из двух секторов 28 и 44 соседних контробразцов 3 и 4, контактирующих с центральной дорожкой 49 образца 1, расположен внутри, а второй сектор 44 - снаружи центрального угла между линиями, соединяющими центр образца 1 с центрами соседних контробразцов, например контробразцов 3 и 4, а угмовой шаг расположения центров соседних контробразцов 3 и 4, определяется как сумма двух центральных углов, первый из которых равен 360°/(а + 1) или, например, 72° при а

4, а второй равен а& -.--т-тт или, напри ГПЭ -г Kj

O6i-4. . ..

мер, -F-- при m 1, k 1 иа 4, где «6i центральный угол центрального цилиндрического сектора 28, расположенного внутри центрального угла между линиями, соединяющими центр образца 1 с центрами соседних контробразцов 3 и 4, то центральные секторные участки 1 образца 1 с дугами ОДо и O6i, контактирующие с центральными цилиндрическими секторами 28 и 44, не перекрываются, а расположены рядом в пределах каждого из секторов с дугами 360°/(а + 1) или 72° при а 4.

Аналогично расположены на центральной рабочей дорожке 49 испытуемого образца 1 в пределах каждого из секторов с дугами 360°/(а + 1) или 72° при а 4 секториые участки с дугами О61 и 7б2, G62 и 0Јз, едз и Сйо,контактирующие с центральными цилиндрическими секторами 44, 45, 46 и 28 соседних контробрззцов 4 и 5, 5, и б, 6 и 3.

Поскольку количество контрОбразцов не превосходит число а и равно, например, етырем, а сумма центральных углов центральных цилиндрических секторов, взятых по одному в отдельности на каждом из контробразцов, например, углов Ойо, Qfei, «62 и Обз, равна 360°/а или 90° при а 4, то на центральной рабочей дорожке 49 испытуемого образца 1 в пределах каждого из секторов с дугами 360°/(а + 1) или 72° hpw a 4, получают по четыре секторных участка с дугами обо, OBI, «62 и аъз, расположенных в той же последовательности, что и центры контробразцов 3 - 6, и каждый В отдельности контактирующий с центральными цилиндрическими секторами соответствующего контробразца 3-6.

Поскольку цикл нагружения повторяется каждыйт а + 1}-й оборот контробразцов 3 - 3 и а оборотов образца 1 или каждые пять эборотов контробразцов 3 - б и четыре оборота образца 1, то соответствующие цилин- рические участки центральной рабочей Дрожки 49 образца 1 с дугами Обо, os i, реи и Об з. расположенные в пределах каждого из секторов с дугами 360°/(а + 1), равными, например, 72° при а 4, нагружаются за цикл столько раз, сколько центральных цилиндрических секторов eei на каждом из контробразцов 3-6, т.е. соответстзено 4, 3, 2 и 1 раз или 4N, 3N, 2N, и N циклов нагружения за время испытания (фиг.4).

Необходимые нагрузки Р0, PI, Рг и Рз каждого из контробразцов 3-6 рассчитываются исходя из формулы OH NI const наклонной ветви кривей усталостного выкрашивания в зависимости от числа циклов нагружения NI, где OH - требуемое контактное напряжение; n - показатель степени кривой усталостного выкрашивания, и обеспечиваются для каждого из контробразцов 3 - 6 в отдельности с помощью, например, пневмо- ипи гидроцилиндров.

Таким образом, представляется возможность произвести на одном испытуемом образце в зависимости от количества контробразцов, равного например,а или четырем при а 4, несколько серий опытов при различных нагрузках и числзх циклов нагружения (по четыре серии опытов при четырех значениях нагрузки Р0 Pi Р2 Рз и числзх циклов нзфужения N) по пять опытов в каждой серии, чем обеспечивается сокращение времени испытания и количества испытуемых образцов,

необходимых для определения выносливости или построения кривой усталости. В случае, когда испытуемый образец является отстающим (тихоходным), устройство работает аналогичным образом.

Если наружная поверхность образца составлена из смещенных вдоль оси образца нескольких групп центральных и боковых секторных участков, цилиндрических и с

сегментными срезами, с одинаковыми дугами в каждой группе в отдельности, равными, например, Ойо, Об т, asi и ойз и расположенных с угловым шагом, равным 360°/(ma + k) или 360°/(а + 1)при т 1, k 1

или 72° при а 4, центральные цилиндрические сектора контробразцов 3-6 контактирующие с соответствующими группами секторных участко-з образца разгружаются за цикл (за пять оборотов) столько раз,

сколько центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе.

Это обеспечивается тем, что количество групп центральных секторных участков образца 1 равно количеству контробразцов,

например четырем, группы секторных участков расположены па периметру образца 1 в той же последовательности аЈ0. flssi, и Q553 и смещены однз относительно другой на тот же шаг t, ц( дг и tjf что и центры

соответствующих им контробразцов 3-6.

Поэтому в процессе обкатывания контробразцов 3 - 6 и образца 1 а контакте попеременно находятся или центральные цилиндрические сектора 28, 44, 45 и 46

хонтробразцов 3 - 6 с секторными участками основных центральных цилиндрических секторов 61 и 63 образца 1, или боковые цилиндрические сектооа 32 - 35 (на контр- образцах 4-6 боковые цилиндрические секторы не показаны) с секторными участками вспомогательных центральных цилиндрических сектоооз 72 и 73 образца 1, или секторные участки дополнительных боковых дорожек 57 и 58 контробразцов 3 - 6 с боковыми цилиндрическими секторами 74 и 75 образца 1.

Тогда при т ,а 4и количестве центральных цилиндрических секторов на каждом из контробразцов 3-6, равном

соответственно Сбо 4, С61 3, сб2 - 2, СбЗ 1, на образце 1 в пределах пяти секторов с дугами на каждом секторе, равными 360°/(а + 1) или 72° при а 4, получают на основных центральных цилиндрических

секторах 71 по два секторных участка с

дугами Обо И Q351, И «63, «бо И 052,

Обо и «52, Обо и и подверженным различным числам циклов нагружения равным соответственно N0 4N и Ni 3N; N1 3N и

Мз N; No 4N и N2 2N; N0 а л ч № 2N, No 4N и NT 3N, и различныг- величинам нагрузок Ро и Pi, Pi и Рз, Ро и Рз, Р0 и Р2, Ро и Pi, причем Р0 Pi Р2 Рз(фиг.11).

Аналогично при m 1, k 1 иа 4и количестве центральных цилиндрических участков в каждой группе образца 1, равном соответственно Сто 4; Ст1 3f Ст2 2 и Стз 1, центральные цилиндрические сектора каждого из контробразцов 3-6, контактирующие с секторными участками соответствующих групп образца 1, подвержены различным числам циклов нагружения, равным соответственно на контробразце 3 No 4 N, на контробразце 4 Ni 3N, на контробразце 5 N2 2N, на контробразце 6 N3 N, и различным величинам нагрузок Ро, PL Рз и Рз, причем Р0 Pi Р2 Рз (фиг. 12), Таким образом, числа циклов нагружения цилиндрических секторных участков основных центральных цилиндрических секторов 71 образца и соответствующих цилиндрических секторов контробразцов 3-6 одинаковы, чем обеспечивается равновероятность усталостного выкрашивания испытуемых поверхностей 1 и контробрззцов 3 - 6. В случае, когда образец является опережающим (быстроходным), узел трения работает аналогично.

Формула изобретения 1. Узел трения для испытания материалов на контактную выносливость, трение и износ, содержащий контактирующие друг с другом образец и несколько контробр азцов, на наружной цилиндрической поверхности контробразца выполнены смещенные вдоль его оси центральная и две боковые дорожки, составленные соответственно из центральных и боковых секторов, которые выполнены как цилиндрическими, так и с сегментными срезами, и расположенные с чередованием в шахматном порядке с угловым шагом, равным или кратным 360°/а или 360°/(ma + k), с перекрытием по дуге соседних центральных и боковых цилиндрических секторов, где m - целая часть смешанного числа mk/a, k и а - числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, отличающийся тем, что,с целью сокращения времени испытания, количество контробрэзцов не превосходит числа (та + k - а) при угловом шаге сегментных срезов, равном или кратном 360°/(та k. и (a + 1) при угловом шаге сегментных срезов, равном или кратном 360°/(та +

5 k), количества цилиндрических секторов на контробразцах различны и не превосходят соответственно числа а и (ma + k), длины дуг центральных цилиндрических секторов на каждом из контробразцов одина0 ковы и соответственно меньше 360°/а или 360°/(ma + k), сумма дуг центральных цилиндрических секторов, взятых по одному на каждом из контробразцов, равна соответственно 360°/а или 360°/(та + k), уг5 ловой шаг расположения центров двух соседних контробразцов равен сумме или разности двух центральных углов, первый из которых равен или кратен соответственно 360°/(ma + k) и 360°/а, а второй равен

0a(ma + k)

соответственно а& -(-рг и Ол лL,

(ГПЗ т KJ3

где аъ и Oj - центральные углы центральных цилиндрических секторов при угловом шаге сегментых срезов, равном

5 или кратном соответственно 360°/а или 360°/(ma + k).

2, Узел трения поп.1,отличающий- с я тем, то на образце или контробразцах выполнены дополнительные боковые дорож0 ки, на наружной цилиндрическом поверхности образца выполнены смещенные вдоль его оси группы центральных и боковыхсекторных участков, цилиндрических и с сегментными срезами, с одинаковыми длинами дуг в каж5 дои группе и с угловым шагом, равным 360°/а при угловом шаге сегментных срезов на контробразцах, равном или кратном 360/(ma + k), и угловым шагом 360°/(та + k) при угловом шаге сегментных

0 срезов на контробразцах, равном или кратном 360°/а, количество групп центральных секторных участков на образце равно коли- , честву контробразцов, группы секторных участков образца и центры контробразцов

5 смещены друг относительно друга на одинаковый угловой шаг, а суммарное количество центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе и центральных цилиндрических секторов

0 равно числу а или (ma + k) при расположении секторных участков в группе с шагом соответственно 360°/а или 360°/(ma + k).

ЈЈЈ{ЈЈЈt&

%

/ЯЧ

E:

Изобретение относится к испытанию материалов на трение и может найти применение для определения изностойкости. за- диростойкости и контакной прочности в условиях трения качения и трения качения со скольжением. Цель изобретения - сокращение времени испытания. В узле трений, содержащем контактирующие один с другим образец 1 и несколькоконтробразцовЗ6, на наружной поверхности последних выполнены смещенные вдоль его центральная и две боковые дорожки, составленные со- ответственно из центральных и боковых секторов, которые выполнены какс цилиндрическими, так и с сегментными срезами, и расположенные с чередованием в шахматном порядке с угловым шагом, равным, а также кратным 360°/а или 360°/(та + к) с перекрытием по дуге соседних по периметру центральных и боковых цилиндрических секторов, где m - целая часть смешанного числа mk/a, k и а - числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, количество контробразцов 3 - 6 не превосходит числа (ma + k - а) при угловом шаге сегментных срезов, равном, а также кратном 360°/а, (а + 1) при угловом шаге сегментных срезов, равном, а также кратном 360°/(ma + k). Для этих контробразцов количества цилиндрических секторов отличны и не превосходят соответственно числа а и (ma + k). Дуги центральных цилиндрических секторов каждого из контробразцов 3 - 6 в отдельности одинаковы и соответственно меньше 360°/а и 360°/(та ч- k). Сумма дуг центральных цилиндрических секторов, взятых по одному на каждый из контробрезцов, равна соответственно 360°/а или 360°/(та k) Угловой шаг расположения центров контрОбразцов 3-6 равен сумме или разности двух центральных углов, первый из которых равен или кратен соответственно 360°/(ma + k) и 360°/а, а второй равен соответственно Об и aTi (ma -f k) ; -i.Ј. (ma + k) a где O6i, CM - центральные углы центральных цилиндрических секторов при угловом шаге сегментных срезов, а также кратном соответственно 360°/аи360°/(). 1 з п. ф-лы, 12 ил. X О О О

ожюа

ОЖЮа

Ottooii

©

с: го ел

о ч- т о о гS/0OSЈ

- 13/оДОе

«V

i /0OSЈ

o/oose

V/009C

t /g09Ј

s/oSSfi

S/a09Ј

О

§

tr

CM Q

X

о

§

to

tcs

ъ

X

X

о o

§

Ю

сГ

§

г

и

7

о

s

tb

0

4

ш

o о

«Э Г)

1

i

в/2

Фиге

Фиг.э

Фигю

К